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방법 논문

주소 지정이 가능한 물방울 Microarrays 단일 셀에서 단백질을 계산

8.2K 조회수

DOI:

10.3791/56110

2018년 7월 6일

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

여기 선물이 주소 드롭릿 microarrays (Adm), 작은 물방울 배열 기반 메서드 단일 셀에 절대 단백질 풍부를 확인할 수 있습니다. Adm의 기능 인간 암 세포 선에서 종양 억제기 단백질 p53의 표현에이 특성을 설명 합니다.

초록

종종 세포 행동 및 세포질 응답 마스킹 복잡 한 인구 내의 풍부한 단일 셀 동작 결과 평균으로 많은 세포의 반응을 함께 풀링된는 인구 수준에서 분석 된다. 단일 셀 단백질 검출 및 정량화 기술 최근 몇 년 동안에 주목할 만한 영향을 만들었습니다. 여기는 주소 드롭릿 microarrays는 실용적이 고 유연한 단일 세포 분석 플랫폼에 설명 합니다. 이 연구는 단일 셀 해상도 대상 단백질의 절대 복사 번호 수 있습니다 측정 하는 방법을 설명 합니다. 종양 억제기 p53 아닌 건강 한 p53 식 패턴을 전시 총 경우의 50% 이상으로 인간의 암에 가장 일반적으로 돌연변이 유전자입니다. 프로토콜을 식에 변화를 정확 하 게 결정을 단일 분자 해상도 10 nL 방울은 단일 인간의 암 세포는 격리 하 고 p53 단백질의 복사본 수를 측정 만드는 단계를 설명 합니다. 에 모든 셀 형식을 기본 자료를 포함 하 여 관심사의 어떤 대상 단백질의 절대 복사본 수를 결정 하는 메서드를 적용할 수 있습니다.

서론

이 방법의 목표는 단일 셀 해상도 세포 인구에서 대상 단백질의 풍부에 있는 변화를 결정 하는. 단일 세포 분석은 전통적인 앙상블 생 화 확 적인 방법으로 사용할 수 없는 혜택을 제공 합니다. 1 , 2 , 3 , 4 , 5 첫째, 단일 셀 수준 작업 전통 앙상블 생 화 확 적인 기술로 발생 하 셀 인구는 평균에 의해 그렇지 않으면 손실 될 것 이라고 그의 풍부한이 캡처할 수 있습니다. 대부분 작업 말 생 화 확 적인 방법의 사용 대량, 요구, 그들은 종종 할 때, 결과 생산 하는 세포의 수백만. 물론, 전체 세포 인구를 평가의 결과에 따라 다릅니다 여러 가지 요인, 예를 들어 단백질 식 단백질 풍부의 분포의 몇 가지 중요 한 기능을 놓칠 수 있습니다에서. 실용적인 관점에서 단일 셀 기술의 필요한 감도 있도록 생물 소재도 기능에 더 민감한 대량 기술에 대 한 충분 하지 않은 양의 작업 가능. 이것의 핵심 예제 희귀 한 종류의 세포 등 순환 종양 세포 (CTCs) 어디 그릴 10 CTCs 단일 7.5 mL ....

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프로토콜

1입니다. 준비

  1. 칩 및 인쇄 항 체 microarrays
    1. 항 체 microarray를 지원 하기 위해 기능성된 coverslip를 접착 실리콘/아크릴 아이 솔 레이 터를 연결 합니다. 이 칩을 이라고 합니다.
      참고: 다양 한 표면 화학 주소 방울과 그들의 적합성에 대 한 테스트 되었습니다. 5 표면 화학 대체 캡처 에이전트 최적화 할 수 있습니다. ADM 절연체 상업적으로 사용할 수 있습니다 또는 레이저 커팅 아크릴에 의해 생성 될 수 있습니다 (CAD 파일 아이 솔 레이 터가이 작품에 사용 되는 다운로드로 제공, 추가 코드 파일을 참조).
    2. microarrayer에 스위치와 습도 75%로 설정.
      참고: 상대 습도 microarray 핀에서 인쇄 솔루션의 증발을 감소 하 고 내 고 남북 spot 변이 감소 시킨다.
    3. Ultrasonication 여 5 분에 대 한 솔루션을 청소 하는 핀에 microarray 핀을 청소 하십시오. 매우 순수한 물 세척 병을 사용 하 여 핀을 헹 구 고 건조 한 질소를 사용 하 여.
      참고:만 담가 핀 끝으로 핀을 일시 중단 합니다. 구멍의 적절 하 게 드릴된 세트와 현미경....

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결과

P53의 절대 기저 단백질 복사본 수 인간 결 장 암 세포 선, 될 셀에에서 단일 셀 해상도로 결정 되었다. 어떻게 p53 식 여러 자릿수로 동안 다를 수 있으며 휴식 될 세포 인구 내에서 셀 크기와 단백질 복사 번호 약하게 긍정적인 상관관계를 보여 보여 줍니다.

주소 지정이 가능한 물방울 Microarrays 수성 방울 항 체 자리 위치에서 적절 하 게 석유와 때 형성 된다. 여기, 방울 민감한 p53 단백질 분석 결과 지원합니다. Coverslips 캡처 항 체 점이 연락처 microarrayer 핀을 사용 하 여 배열 됩니다. 안티-p53 캡처 항 체 상용 ELISA 테스트 키트에서 가져온 것입니다. 인쇄 조건 캡처 명소 했다 자리 당 6.2 ± 0.5 x 105 단백질의 최대 캡처 용량을 가진 직경에 있는 약 100 µ m 되도록 했다........

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토론

주소 지정이 가능한 물방울 Microarrays는 양적 단일 세포 내 단백질의 절대 복사본 수를 결정 하는 과민 하 고 확장 가능한 방법.

일반적인 바인딩 수준을 제한 (NSB)이 낮은 가능한 탐지의 한계를 달성 하는 프로토콜 내에서 중요 합니다. 단백질 및 다른 생 화 확 적인 종 방울 내의 인터페이스의 수에 비 특히 묶는 수 있습니다-coverslip 표면, 항 체 자리와 기름/물 인터페이스. 단백질은 인터페이스 또는 자체 기름으로 분할 하 여 손실 될 수 있습니다. 우리는 4 %BSA 수성 방울에는 NSB는 프로토콜에 지정 된 항 체를 사용 하 여 단백질의 제한 수 나타났습니다. 양자 택일 단백질 목표 및 그들을 검출 하는 데 사용 하는 항 체는 다른 차단 방법, 그러한 비 이온 세제 또는 호환 계면 필요할 수 있습니다. 불 오일 또한 상한 기름으로 봉사에서 그들의 적합성에 대 한 테스트할 수 있습니다. 이러한 경우, 임계 micelle 농도 및 상한 오일의 밀도 같은 추가.......

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

ASR는 실험 설계, 프로토콜을 개발 하 고 데이터를 분석. SC와 PS 셀 크기 실험을 수행. ASR와 OC는 원고를 썼다. 저자는 기꺼이 인정 하는 교수 데이비드 R. Klug의 지원 장비에 대 한 액세스를 제공 하고자 합니다. 저자는 제국 대학 고급 Hackspace 제조 및 프로토타이핑 시설에 대 한 액세스를 감사 하 고 싶습니다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
<강>세포 배양
인산염 완충 식염수(PBS)Life Technologies10010015
DMEM 고포도당시그마D6429
소 태아 혈청(FBS)바이오크롬S0115
세포 배양 플라스크코닝SIAL0639
트립신/EDTABiochromL2153
NameCompany카탈로그 번호Comments
>Microarray
Microcontact ArrayerDigiLab, 영국OmniGrid Micro
Microcontact pinArrayIt, 미국946MP2
Coverslips (Nexterion)Schott, 유럽1098523크기(mm): 65.0 x 25.0; 두께 (mm) 0.17
p53 캡처 항체EnzoADI-960-070
p53 검출 항체, Alexa Fluor 488 표지Santa Cruzsc-126재고 농도 200μ g/mL
식염수-구연산나트륨 완충액Gibco15557-044
베타인시그마61962
도데실황산나트륨시그마L3771
384 웰 플레이트(저용량)시그마CLS4511
질소 가스 실린더BOC산업용 등급, 무
<강>이름Company카탈로그 번호코멘트
>Droplets
MicromanipulatorEppendorfPatchman NP2
수동 마이크로인젝터EppendorfCellTram Vario
MicropipetteOrigio, 덴마크MBB-FP-L-0
주사기 펌프KD ScientificKDS-210
100 μ L 주사기Hamilton81020가스 밀폐, PTFE Luer lock
1 mL 주사기Hamilton81327가스 밀폐, PTFE Luer lock
실리콘 아이솔레이터Grace Bio-LabsJTR24R-A-0.56x4 웰 실리콘 아이솔레이터 (접착제 포함
레이저 커터VersaLASEVLS2.30 CO2 Laser 3W맞춤형 아이솔레이터
레이저 절단 용 1mm 두께의 아크릴 시트맞춤형 절연체의 레이저 절단을 위한Clarex Precision Sheet 001
접착 시트3M마이크로어레이 커버슬립에 맞춤형 절연체를 부착하는 데 사용됩니다.
슈퍼 글루록타이트LOCPFG3T
150 μ m ID/360 &뮤; m OD 용융 실리카 튜브IDEXFS-115
1.0 mm ID/1/16" OD PFA 튜빙IDEX1503
0.014" 아이디/0.062" OD PTFE 튜빙Kinesis008T16-100
1.0mm ID/2.0mm OD FEP 튜빙IDEX1673
소 혈청 알부민(BSA)피셔 사이언티픽BP9700100
미네랄 오일시그마M5904
초순수Millipore, 독일MilliQ
Name 회사카탈로그 번호Comments
Microscopy &
TIRF 현미경일본 Nikon, 일본Nikon Ti-E
EM-CCDAndor Technologies, 아일랜드IXON DU-897E
레이저 여기 소스Vortran, 미국Stradus 488-50
광학 용해 레이저 소스Continuum, 미국Surelite SLI-10
현미경 TIRFChroma, 미국z488bp
현미경 필터 큐브LPD01-532R-25
NameCompany카탈로그 번호Comments
Software
피지오픈 소스이미지 분석 소프트웨어
MatlabMathworks버전 7.14 이상이미지 분석 소프트웨어
산소) Weatherall-UK 은 인코딩된 XY 스테이지가 있는 광학용 필터 큐브 광학 용해 레이저 2000, 영국

참고문헌

  1. Willison, K. R., Klug, D. R. Quantitative single cell and single molecule proteomics for clinical studies. Curr. Opin. Biotechnol. 24 (4), 745-751 (2013).
  2. Heath, J. R., Ribas, A., Mischel, P. S. Single-cell analysis tools for drug discovery and development.....

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재인쇄 및 허가

태그

p53TIRF